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    • 01、走上ARM道路的國產(chǎn)CPU廠商
    • 02、一枝獨秀不是春
    • 03、ARM?CPU的發(fā)展契機
    • 04、目前存在的行業(yè)挑戰(zhàn)
    • 05、何時騰飛?
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中國ARM CPU,何時騰飛?

2023/01/28
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CPU領(lǐng)域一直都是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中備受矚目的領(lǐng)域,國內(nèi)對于CPU的關(guān)注也不遑多讓?;仡?022年,國產(chǎn)CPU又有了新的生機。

2022年6月,龍芯中科在科創(chuàng)板掛牌上市,首日漲幅近50%,市值一度超過400億元;僅49天后,中科海光同樣在科創(chuàng)板上市,公司主營服務(wù)器CPU的海光,當(dāng)日市值翻番至1600億元左右。

在2022年國產(chǎn)CPU欣欣向榮的發(fā)展勢頭中,ARM CPU逐漸興起,不少相關(guān)企業(yè)猶如雨后春筍般逐漸冒頭,并且獲得多輪融資。ARM CPU廠商的出現(xiàn),使得國產(chǎn)CPU逐漸形成群雄逐鹿的局面。

01、走上ARM道路的國產(chǎn)CPU廠商

目前已經(jīng)較為知名的六大國產(chǎn)CPU,除了前文提到的龍芯、海光外,還有飛騰、華為鯤鵬、兆芯、申威。這其中有兩家均是選擇了ARM 架構(gòu)CPU。

六大國產(chǎn)CPU對比

截至目前,基于自主研發(fā)的內(nèi)核,飛騰公司已經(jīng)推出10余款芯片,包括飛騰騰云S系列、飛騰騰銳D系列和飛騰騰瓏E系列三大CPU產(chǎn)品線和飛騰套片。華為鯤鵬方面,已經(jīng)推出鯤鵬920,采用7nm制造工藝,基于ARM架構(gòu)授權(quán),由華為公司自主設(shè)計完成。

比較x86與Arm國產(chǎn)CPU的營收與利潤,背靠中科曙光和中電的支持,采用x86架構(gòu)的海光和采用Arm架構(gòu)的飛騰在最近三年的營收增長態(tài)勢相近,但是飛騰的凈利潤狀況要顯著優(yōu)于海光。

2022年,ARM架構(gòu)CPU在國內(nèi)的發(fā)展勢頭很快。

安謀科技(中國)發(fā)布了兩款全新自研ARM架構(gòu)芯片:“星辰” STAR-MC2車規(guī)級嵌入式處理器,以及主要面向智能物聯(lián)網(wǎng)汽車電子、移動終端、基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域的“玲瓏” V6/V8視頻處理器,其中“星辰”STAR-MC2是首個由安謀科技本土研發(fā)。

阿里去年推出的倚天710處理器,今年已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用。目前,倚天 710 云實例已應(yīng)用于阿里巴巴集團(tuán)核心業(yè)務(wù),并服務(wù)科學(xué)研究、智能手機行業(yè)和多家知名互聯(lián)網(wǎng)公司。

生態(tài)方面的進(jìn)步方面,截至2022年6月底,飛騰的生態(tài)伙伴數(shù)量已經(jīng)突破4400家,包括集成商合作伙伴300+家、硬件合作伙伴930家、軟件合作伙伴3100+家。

目前,飛騰已聯(lián)合數(shù)千家國內(nèi)軟硬件廠商,支撐了2400多款飛騰平臺設(shè)備上市,已經(jīng)和正在適配的軟件和外設(shè)超過8300種,與8200多款開源軟件產(chǎn)品完成了適配,兼容200萬級移動APP應(yīng)用,構(gòu)建起了國內(nèi)最完善、最龐大的從端到云的信息化建設(shè)全棧生態(tài)體系。

02、一枝獨秀不是春

盡管近年來涌入芯片領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)很多,但對于芯片所有種類里的重中之重的CPU,由于其設(shè)計難度大、入行門檻高,還是令許多人望而卻步。目前來看,市場上涌現(xiàn)了十幾家CPU的新公司,而這些公司大部分是做ARM架構(gòu)的CPU,包括啟靈芯、西芯、鴻鈞微、此芯、遇賢微等,其中頭部公司的估值為2-3億美元。

這些公司的核心人員擁有華麗的職業(yè)履歷,如曾在AMD工作的文劍、沈朝暉,以及曾在Apple工作的劉芳,共同創(chuàng)立了此芯科技;鴻鈞微的CEO就職于英特爾,而CTO陳偉祥則曾在華為鯤鵬和阿里平頭哥負(fù)責(zé)內(nèi)核和架構(gòu)。

優(yōu)秀的履歷吸引了高瓴資本、五源資本、啟明創(chuàng)投、光速中國、云九資本、順為資本、元禾璞華等多家機構(gòu),其中善于融資者,在半年內(nèi)已估值翻倍。

為什么初創(chuàng)CPU企業(yè)紛紛選擇ARM架構(gòu)?不同的企業(yè)有不同的答案。

先來看遇賢微,其創(chuàng)始團(tuán)隊曾于ARM、英特爾等企業(yè)任高管。目前,正在研發(fā)基于ARM 架構(gòu)的高端服務(wù)器CPU 芯片。這顆CPU 芯片采用4nm 工藝,集成了160 個ARM v9 N2 內(nèi)核,主頻超過3.6GHz,性能將超越目前全球領(lǐng)先的同類芯片,預(yù)計達(dá)到SPECint 2017 的600 分以上。

遇賢微的羅勇博士在采訪中表示:“隨著全球云計算的崛起,算力需求的爆發(fā)式擴張,云計算對CPU的需求卻變成小核高性能化、多核虛擬化、功耗更低,‘經(jīng)濟(jì)適用’,ARM架構(gòu)CPU在這一點上有獨到的優(yōu)勢。”

一方面,國內(nèi)需要走一條符合高性能、通用市場需求的芯片產(chǎn)品道路;另一方面,從過去十年ARM和軟件公司、CPU公司、生態(tài)公司,一個個軟件去推動適配,在ARM服務(wù)器不斷發(fā)展,到現(xiàn)在ARM CPU規(guī)?;瘧?yīng)用實現(xiàn)了全行業(yè)的架構(gòu)更迭。

此芯科技的第一款產(chǎn)品也將是ARM架構(gòu)的CPU,并且此芯科技表示該高性能CPU芯片將適配Windows、Android、Linux等不同操作系統(tǒng)。同樣作為ARM架構(gòu)CPU的新貴,此芯科技成立不到一年就已經(jīng)完成了四輪融資,目前的估值約在3億美元左右。

此芯科技的創(chuàng)始人孫文劍認(rèn)為:“ARM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了能夠搶奪x86市場這樣一個時間點上。把具有能效比的ARM應(yīng)用到高性能計算這個技術(shù)變革本身,此芯科技與全球一流的芯片廠商幾乎站在一條起跑線上?!?/p>

2022年頻頻傳出好消息的還有鴻鈞微電子。4月,鴻鈞微電子獲得基于Armv9指令集的新一代Arm Neovers ?N2平臺的授權(quán);5月,鴻鈞微電子與安謀科技共同宣布將在高性能服務(wù)器處理器基礎(chǔ)架構(gòu)、生態(tài)等方面展開深入合作;6月,鴻鈞微完成了近8億元天使輪與Pre-A輪融資。經(jīng)過一年的穩(wěn)步發(fā)展,鴻鈞微電子走到了國內(nèi)ARM服務(wù)器CPU初創(chuàng)公司的頭部位置。

鴻鈞微電子首席執(zhí)行官沈榮曾在采訪中分享:“加入 Arm 生態(tài)系統(tǒng)對我們來說意義非凡。首先,它有助于確保我們的方向是正確的。通過深度參與生態(tài)系統(tǒng),我們也可以知道如何實現(xiàn)差異化,并為生態(tài)系統(tǒng)作出貢獻(xiàn)。其次,它有助于我們獲得最新的技術(shù)和工具,真正助力我們打造出市場上富有創(chuàng)造力的且最為先進(jìn)的產(chǎn)品。第三,通過幫助最終用戶加快對 Arm 服務(wù)器 CPU 的采用,反過來又讓我們能與 Arm 生態(tài)系統(tǒng)共同快速發(fā)展?!?/p>

03、ARM?CPU的發(fā)展契機

ARM CPU近年來能夠在國內(nèi)發(fā)展的如此迅速是因為有兩大因素的推動:第一良好的生態(tài),第二信創(chuàng)的支持。

生態(tài)

CPU架構(gòu)設(shè)計難度大、生態(tài)壁壘高,一直是芯片產(chǎn)業(yè)的集大成之作。哪怕是強如英特爾,也有高級工程師公開表示,研發(fā)一款CPU需要4年時間。提前預(yù)判四年后的市場需求,確保滿足客戶的要求,這對于任何廠商都是一個挑戰(zhàn)。

基于ARM架構(gòu)研究CPU就尤其自有的優(yōu)點,在現(xiàn)有的成熟架構(gòu)和生態(tài)的支持下,造出一顆CPU的難度被極大的降低。

ARM的生態(tài)發(fā)展到現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈分工已經(jīng)十分完善,對于芯片開發(fā)廠商來說,在 Arm 的設(shè)計之上進(jìn)行研發(fā)可以降低技術(shù)門檻,縮短研發(fā)周期。初創(chuàng)公司只要有了使用授權(quán),加上ARM和安謀本地IP的生態(tài)支持,就可以迅速搭建一個CPU。

飛騰總經(jīng)理竇強在一次采訪中也談及ARM的生態(tài):“從現(xiàn)在飛騰的發(fā)展來看,當(dāng)時選擇Arm,確實是最好的選擇。雖然現(xiàn)在像MIPS、POWER都開放了,但是現(xiàn)在才開放有點像是生態(tài)衰落時的一種補救,能起到的作用有限。相比之下,Arm一直是開放的,生態(tài)也越來越繁榮,而且如果拿的是指令集架構(gòu)授權(quán),則更是能夠把發(fā)展的主動權(quán)掌握在自己手里?!?/p>

信創(chuàng)

2016 年 3 月,24 家研究軟硬件關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用的國內(nèi)單位,共同發(fā)起成立了一個非營利性社會組織「信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新工作委員會」,一個新的名詞「信創(chuàng)」由此出現(xiàn)在人們眼前。

對于信創(chuàng)而言,使用 Arm 架構(gòu)也可以做到自主可控:Arm 公司是一家知識產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商,通過轉(zhuǎn)讓設(shè)計方案的方式由合作伙伴生產(chǎn)出各自的定制化芯片。其中某一版本的架構(gòu)層級授權(quán)通常是永久性的。對于信創(chuàng)來說,已獲得的 Arm 授權(quán)設(shè)計可以持續(xù)改進(jìn),保持先進(jìn)性,同時滿足自主可控的需求。

由于信創(chuàng)的推動,國產(chǎn)芯片的競爭的重點在于桌面級 CPU 市場。對信創(chuàng)而言,走 Arm 路線同樣可以獲得其生態(tài)體系的加持。

飛騰信息技術(shù)有限公司副總經(jīng)理郭御風(fēng)也表示:“隨著信創(chuàng)走向深水區(qū),國內(nèi)CPU的競爭也進(jìn)入了新的階段?!?/p>

04、目前存在的行業(yè)挑戰(zhàn)

盡管初創(chuàng)企業(yè)不斷涌現(xiàn),但目前國產(chǎn)ARM CPU依舊存在很多挑戰(zhàn)。

“這兩年融資環(huán)境變了,之前看團(tuán)隊,現(xiàn)在則是商業(yè)化落地,之前融到資但商業(yè)化難以落地的企業(yè),將來能不能維系是一個問題?!睒I(yè)內(nèi)人士告訴記者,這也是大量ARM服務(wù)器CPU初創(chuàng)企業(yè)面臨的問題。

目前,Arm架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器仍只是小批量采購,且基本都是云廠商巨頭超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心為主推動,以企業(yè)為主導(dǎo)的數(shù)據(jù)中心市場進(jìn)度緩慢。

華為等云廠商下場親自參與Arm服務(wù)器CPU自研和推廣,其邏輯是基于自身定制化需求實現(xiàn)“自產(chǎn)自銷”,服務(wù)器市場需求不對外開放,相反這些大廠隨時也可以參與外部國內(nèi)市場份額的爭奪。

并且,造芯新勢力們基于Arm CPU IP進(jìn)行集成開發(fā)是一種同質(zhì)化的競爭,也未能實現(xiàn)真正的獨立自主,想要在市場競爭中活下來,這些初創(chuàng)企業(yè)還是要在自研CPU核心、硬件IP以及軟硬件系統(tǒng)優(yōu)化等方面下功夫,然而炮制一家中國的英特爾、高通注定異常艱難。

05、何時騰飛?

美國著名的ARK基金給出過一個大膽預(yù)測,預(yù)計到2030年,服務(wù)器CPU的市場占有率會有70%從X86轉(zhuǎn)變?yōu)锳RM架構(gòu),這意味著英特爾會從絕對的霸主,交出寶座,而與此同時,可能會產(chǎn)生數(shù)家千億級的新巨頭。

飛騰副總經(jīng)理王瑞彬表示:“相較于國際最先進(jìn)水平的CPU,目前國產(chǎn)CPU還有4到5年的差距,整個產(chǎn)業(yè)側(cè)也在不斷努力,希望能夠在未來3到5年內(nèi)將差距縮短至2年?!?/p>

整體來看,除去少有的兩家國產(chǎn)ARM CPU企業(yè),大部分企業(yè)仍舊在融資與研發(fā)的過程中,尚無落地的芯片,具體何時出現(xiàn)真正的產(chǎn)品,業(yè)內(nèi)都在期待。

2023年,ARM CPU的熱度依舊。

Arm

Arm

ARM公司是一家知識產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商,主要為國際上其他的電子公司提供高性能RISC處理器、外設(shè)和系統(tǒng)芯片技術(shù)授權(quán)。目前,ARM公司的處理器內(nèi)核已經(jīng)成為便攜通訊、手持計算設(shè)備、多媒體數(shù)字消費品等方案的RISC標(biāo)準(zhǔn)。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。

ARM公司是一家知識產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商,主要為國際上其他的電子公司提供高性能RISC處理器、外設(shè)和系統(tǒng)芯片技術(shù)授權(quán)。目前,ARM公司的處理器內(nèi)核已經(jīng)成為便攜通訊、手持計算設(shè)備、多媒體數(shù)字消費品等方案的RISC標(biāo)準(zhǔn)。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。收起

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